KR20190073918A - 인서트 링 일체형 피스톤 제조 장치 - Google Patents

인서트 링 일체형 피스톤 제조 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 인서트 링과 알루미늄 용탕을 공급받아 인서트 링 일체형 피스톤을 제조하는 피스톤 금형부; 상기 피스톤 금형부의 일측에 배치되며, 링 형상으로 제조된 주철재의 인서트 링을 공급하는 인서트 링 공급부재; 상기 인서트 링 공급부재로부터 공급받은 인서트 링이 침지되는 용융 알루미늄이 내부에 충진된 용기 본체; 상기 용기 본체에 투입되어 표면에 용융 알루미늄이 코팅된 코팅 인서트 링을 상기 피스톤 금형부로 이송시키는 인서트 링 이송부재; 상기 인서트 링 공급부재에서 공급되는 인서트 링을 상기 용기 본체에 충진된 용융 알루미늄에 투입하고, 용융 알루미늄이 코팅된 코팅 인서트 링을 상기 인서트 링 이송부재로 이동시키는 인서트 링 이동수단; 상기 용기 본체의 일측에서 상기 용기 본체의 내측으로 투입되며, 상기 인서트 링의 투입 전 및 용융 알루미늄이 코팅된 코팅 인서트 링을 이송 전에 상기 용기 본체에 충진된 용융 알루미늄의 표면에 부유하는 불순물을 상기 용기 본체의 일측으로 밀어내는 불순물 이동부재; 및 상기 인서트 링 이송부재와 상기 인서트 링 이동수단 및 상기 불순물 이동부재의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 인서트 링 일체형 피스톤 제조 장치를 제공한다.
따라서, 주철재의 인서트 링을 용융 알루미늄으로 투입 전 및 알루미늄이 코팅된 인서트 링을 용융 알루미늄에서 빼내기 전에 용융 알루미늄 표면에 부유하는 불순물을 일측으로 밀어내어 불순물이 인서트 링에 묻는 것을 방지하여 인서트 링이 접합되는 접합면의 접착강도를 향상시키면서 열전도성을 개선하여 고부하에도 견딜 수 있는 인서트 링 일체형 피스톤을 제조할 수 있다.

Description

인서트 링 일체형 피스톤 제조 장치{Insert ring integral type piston manufacturing device}
본 발명은 인서트 링 일체형 피스톤 제조 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 알핀(Alfin) 처리를 위하여 인서트 링을 용융 알루미늄에 침지시켜 코팅하고, 코팅된 인서트 링과 알루미늄 용탕을 피스톤 금형부로 공급하여 인서트 링이 일체화된 피스톤을 제조하는 인서트 링 일체형 피스톤 제조 장치에 관한 것이다.
대한민국 등록특허 제1636762호에 기재된 배경기술을 참조하면, 자동차 제조 업체들은 연비향상, 배출가스 규제 등의 문제를 해결하기 위하여 엔진 다운사이징 기술을 사용하고 있다. 엔진 다운사이징은 엔진의 배기량이나 실린더 수를 줄여 연비를 향상시키며, 배출가스 문제를 해결하고 있다. 하지만 엔진 다운사이징 시 차량 성능이 떨어지는 단점이 있다. 이를 해결하기 위하여 사용되는 방법은 연료 직분사 방식이나 터보차저 기술을 결합하여 낮은 배기량의 엔진에서 보다 높은 등급의 성능을 낼 수 있도록 하는 기술을 적용시키고 있다.
특히 연료 직분사 방식을 사용하면서 엔진 연소실 내부의 압력과 온도가 증가하여 기존의 가솔린 엔진 피스톤에 사용되는 표면처리 방식으로 대응하기에는 무리가 있어 디젤 엔진에 피스톤에 사용되는 주철 소재의 인서트링을 장착한 피스톤의 사용이 요구되고 있다. 상기 주철 소재의 인서트링을 가솔린 엔진에 장착할 경우 제조시 비용이 증가하는 문제와 더불어 디젤 엔진에 비해 고속으로 회전하는 가솔린엔진 피스톤의 중량 증가는 관성을 증가시켜 엔진 출력이 저하되어 연비가 감소하며, 제조 시 비용이 증가하는 등의 문제점이 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 종래의 디젤 엔진 피스톤용 인서트링(2)은 주철을 소재로 하여 제조되고, 상기 인서트링에 피스톤 본체(3)의 모재가 되는 알루미늄 주물이 고압 주조되어 인서트링 일체식의 피스톤(4)을 제조하여 사용한다.
그러나, 이와 같은 종래의 일반적인 주철재 인서트링(1)을 사용하여 일체식 피스톤(4)을 형성하여 사용하는 경우에는 다음과 같은 단점을 가진다.
종래의 주철재 인서트링(2)에 피스톤의 모재인 알루미늄 합금 주물을 고압 주조하여 주철재 인서트링 일체식 피스톤(4)으로 제작되기에 피스톤 본체(3)의 모재인 알루미늄 합금과 인서트링(2)의 재료인 주철이 서로 다른 재료이므로, 이종 금속간의 접합 불량 및 열팽창계수 차이로 인한 접합성이 떨어져서 극심한 열 피로를 받는 엔진에서 장기간 사용되는 경우에 계면이 분리될 수 있는 문제점을 가지며, 알루미늄 모재의 피스톤 본체(3) 보다 주철재 인서트링(2)의 낮은 열전도도로 인한 피스톤의 열을 피스톤링을 통하여 실린더 보어(cylinder bore)로 전달하는데 한계가 있는 문제점으로 인하여, 피스톤(4)이 과열되어서 내열 온도가 초과되는 경우가 발생할 수 있으며, 종국적으로는 피스톤이 파손(failure)될 수 문제점을 가진다.
종래와 같은 문제점을 해결하기 위해 인서트링(2)을 용융 알루미늄 속에 침지하여 인서트링(2)에 알루미늄을 코팅한 후, 인서트 일체형 피스톤을 제조하는 알핀 공정을 이용한 피스톤 제조방법을 이용함으로써 접합 불량 및 열전도성을 해결하였다. 그러나, 알핀 공정을 위하여 인서트링을 용융 알루미늄에 침지시켜 인서트링 표면에 알루미늄을 코팅하는 공정에서 용융 알루미늄에 부유하는 불순물이 인서트링(2)에 묻게 됨으로써 인서트링(2)의 접합 불량 및 열전도성이 저하되는 문제점이 발생하였다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 인서트 링을 용융 알루미늄으로 투입 전 및 인서트 링을 용융 알루미늄에서 빼내기 전에 용융 알루미늄 표면에 부유하는 불순물을 일측으로 밀어냄으로써 불순물이 인서트 링에 묻는 것을 방지함으로써 인서트 링의 접합면의 접착강도를 향상시키면서 열전도성을 개선시킬 수 있는 인서트 링 일체형 피스톤 제조 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 인서트 링과 알루미늄 용탕을 공급받아 인서트 링 일체형 피스톤을 제조하는 피스톤 금형부; 상기 피스톤 금형부의 일측에 배치되며, 링 형상으로 제조된 주철재의 인서트 링을 공급하는 인서트 링 공급부재; 상기 인서트 링 공급부재로부터 공급받은 인서트 링이 침지되는 용융 알루미늄이 내부에 충진된 용기 본체; 상기 용기 본체에 투입되어 표면에 용융 알루미늄이 코팅된 코팅 인서트 링을 상기 피스톤 금형부로 이송시키는 인서트 링 이송부재; 상기 인서트 링 공급부재에서 공급되는 인서트 링을 상기 용기 본체에 충진된 용융 알루미늄에 투입하고, 용융 알루미늄이 코팅된 코팅 인서트 링을 상기 인서트 링 이송부재로 이동시키는 인서트 링 이동수단; 상기 용기 본체의 일측에서 상기 용기 본체의 내측으로 투입되며, 상기 인서트 링의 투입 전 및 용융 알루미늄이 코팅된 코팅 인서트 링을 이송 전에 상기 용기 본체에 충진된 용융 알루미늄의 표면에 부유하는 불순물을 상기 용기 본체의 일측으로 밀어내는 불순물 이동부재; 및 상기 인서트 링 이송부재와 상기 인서트 링 이동수단 및 상기 불순물 이동부재의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 인서트 링 일체형 피스톤 제조 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 인서트 링 일체형 피스톤 제조 장치에 있어서, 상기 인서트 링 이동수단은 하나 이상의 상기 인서트 링을 파지하는 제1파지부재와 제2파지부재가 서로 이격되게 구비되는 파지부와, 상기 제2파지부재가 일단에 장착되며 상기 제2파지부재를 상하로 이동시키는 상하이동부재와, 상기 제1파지부재 및 상기 상하이동부재와 연결되며 상기 제1파지부재 및 상기 상하이동부재를 상하 및 좌우로 이동시키는 복합이동부재와, 상기 복합이동부재를 좌우로 회전시키는 회전부재를 포함할 수 있다.
상기 제1파지부재는 상기 복합이동부재에 장착되는 제1장착봉과, 상기 제1장착봉에 이격되게 장착되는 제1연결봉 및 제2연결봉과, 상기 제1연결봉 및 제2연결봉에 구비되며 상기 인서트 링을 파지하는 제1연결고리 및 제2연결고리를 포함할 수 있으며, 상기 제1연결봉 및 제2연결봉은 상기 제1장착봉에서 하부로 수직되게 장착될 수 있다.
상기 제2파지부재는 상기 상하이동부재에 장착되는 제2장착봉과, 상기 제2장착봉에 이격되게 장착되는 제3연결봉 및 제4연결봉과, 상기 제3연결봉 및 제4연결봉에 구비되며 상기 인서트 링을 파지하는 제3연결고리 및 제4연결고리를 포함할 수 있으며, 상기 제3연결봉 및 제4연결봉은 상기 제2장착봉에서 하부로 수직되게 장착될 수 있다.
상기 불순물 이동부재는 상기 용기 본체에 인접하게 위치하는 본체와, 상기 본체의 일측에 회동가능하게 장착되는 회동막대와, 상기 회동막대에 장착되어 상기 용기 본체 내에 충진된 용융 알루미늄에 일부가 삽입되는 삽입부재와, 상기 본체를 좌우로 이동시키는 좌우이동부재를 포함할 수 있다.
상기 불순물 이동부재는 상기 회동막대에 장착되며, 상기 회동막대가 회동 시 상기 본체의 일측에 밀착되어 상기 회동막대의 회동을 단속하는 단속막대를 더 포함할 수 있다.
상기 삽입부재는 얇은 판재일 수 있으며, 상기 회동막대에 장착되는 장착단과, 상기 용탕에 일부가 삽입되어 상기 용탕 표면의 불순물을 상기 삽입부재의 이동방향으로 이동시키는 이동판을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 인서트 링 일체형 피스톤 제조 장치는 상기 피스톤 금형부에서 제조된 인서트 링 일체형 피스톤을 공급받은 후 기계 가공하는 피스톤 가공부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 인서트 링 일체형 피스톤 제조 장치는 주철재의 인서트 링을 용융 알루미늄으로 투입 전 및 알루미늄이 코팅된 인서트 링을 용융 알루미늄에서 빼내기 전에 용융 알루미늄 표면에 부유하는 불순물을 일측으로 밀어내어 불순물이 인서트 링에 묻는 것을 방지하여 인서트 링이 접합되는 접합면의 접착강도를 향상시키면서 열전도성을 개선하여 고부하에도 견딜 수 있는 인서트 링 일체형 피스톤을 제조할 수 있다.
도 1 및 도 2는 종래 기술에 따라 제작된 주철 소재 인서트 링을 구비한 디젤 엔진 피스톤을 도시한 사시도와 요부 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 인서트 링 일체형 피스톤 제조 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 인서트 링 이동수단을 이용하여 인서트 링을 인서트 링 공급부재에서 용탕 용기로 이동시키는 상태를 도시한 도면이다.
도 5는 인서트 링을 인서트 링 이동수단을 이용하여 용탕 용기의 내부로 투입하는 상태를 도시한 도면이다.
도 6 및 도 7은 인서트 링을 용탕 용기의 내부에서 상하 및 좌우로 이동시키면서 인서트 링에 알루미늄 합금을 융착하는 상태를 도시한 도면이다.
도 8은 도 3에 도시된 불순물 이동부재를 용탕 용기의 내부로 투입하는 상태를 도시한 도면이다.
도 9는 도 8에 도시된 불순물 이동부재와 인서트 링 이동수단을 용탕 용기의 내부에서 일측으로 이동시키는 상태를 도시한 도면이다.
도 10은 도 9에 도시된 불순물 이동부재와 인서트 링 이동수단을 용탕 용기에서 빼내는 상태를 도시한 도면이다.
도 11은 인서트 링 이동수단을 이용하여 알루미늄 합금이 융착된 알루미늄 용착 인서트 링을 인서트 링 이송부재로 이동시키는 상태를 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
도 3 내지 도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 인서트 링 일체형 피스톤 제조 장치(1000)는 피스톤 금형부(1100)와, 인서트 링 공급부재(1200)와, 용기 본체(1300)와, 인서트 링 이송부재(1400)와, 인서트 링 이동수단(1500)과, 불순물 이동부재(1600)와, 제어부(1700)를 포함하고, 피스톤 가공부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 피스톤 금형부(1100)는 인서트 링(10)의 표면에 용융 알루미늄이 코팅된 코팅 인서트 링(20)과 알루미늄 용탕을 공급받아 인서트 링 일체형 피스톤을 제조하며, 상기 피스톤 금형부(1100)는 제1성형부(1120)와 제2성형부(1140)를 포함한다.
상기 인서트 링 일체형 피스톤은 알핀(Alfin) 처리되어 제조되며, 알핀(Alfin) 처리를 간략하게 설명하면 알루미늄으로 철을 완전히 입히는 방법으로 철 소재를 용융 알루미늄 속에 침지하여 알루미늄을 코팅한 것을 주형(鑄型) 속에 넣고, 거기에 알루미늄 용탕을 주입하여 알루미늄 주물을 만드는 것으로, 철 파이프에 알루미늄의 냉각 핀(fin)을 붙인 주물을 비롯하여 알루미늄 베어링, 열교환기 실린더 라이너 등에 사용된다.
상기 피스톤 금형부(1100)에는 상기 코팅 인서트 링(20)이 삽입되는 상부가 개구된 성형공간(1160)이 형성되며, 상기 피스톤 금형부(1100)에는 알루미늄 용탕이 주입되는 주입구(미도시)가 구비되는 것이 바람직하다. 상기 피스톤 금형부(1100)는 일반적인 것으로 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 인서트 링(10)은 주철재로 별도의 인서트 링 제조장치(미도시)에서 제조되고, 제조된 인서트 링(10)은 인서트 링 공급부재(1200)로 공급된 후 후술되는 용기 본체(1300)에 투입됨으로써 상기 인서트 링(10)의 표면에 용융 알루미늄이 코팅된 코팅 인서트 링(20)이 제조되며, 상기 인서트 링 공급부재(1200)에는 공급된 상기 인서트 링(10)이 수용되는 인서트 링 수용부(1220)가 구비되는 것이 바람직하다.
도 4 및 도 7을 참조하면, 상기 인서트 링 공급부재(1200)에서 공급되는 상기 인서트 링(10)은 용기 본체(1300)에 충진된 알루미늄 합금이 용융된 용융 알루미늄에 투입되어 상기 인서트 링(10)의 표면에 용융 알루미늄이 코팅되며, 용융 알루미늄이 상기 인서트 링(10)에 코팅됨으로써 상기 인서트 링(10)의 강도가 향상되고 열전도성이 개선되게 된다. 상기 용기 본체(1300)에 충진되는 용융 알루미늄에는 알루미늄(Al), 크롬(Cr) 및 몰리브덴(Mo)이 포함되는 것이 바람직하며, 상기 용융 알루미늄이 인서트 링에 코팅됨으로써 상기 인서트 링의 부식을 방지할 수 있고, 용융 알루미늄에 크롬과 몰리브덴이 포함됨으로써 상기 인서트 링(10)의 마멸이 방지되게 된다.
상기 용기 본체(1300)에 충진된 용융 알루미늄이 표면에 코팅된 코팅 인서트 링(20)은 인서트 링 이송부재(1400)로 공급되며, 상기 인서트 링 공급부재(1200)에서 공급된 인서트 링(10)을 상기 용기 본체(1300) 내로 투입 및 상기 용기 본체(1300)에서 상기 인서트 링 이송부재(1400)로의 이동은 인서트 링 이동수단(1500)에 의해 이루어진다.
도 11을 참조하면, 상기 인서트 링 이송부재(1400)는 인서트 링(10)의 표면에 용융 알루미늄이 코팅된 코팅 인서트 링(20)이 낱개씩 개별적으로 장착되는 돌기(1410)를 포함하며, 상기 인서트 링 이송부재(1400)로 공급된 코팅 인서트 링(20)은 상기 피스톤 금형부(1100)에서 공급되는 알루미늄 용탕과 일체화되면서 인서트 링 일체형 피스톤이 제작되게 된다.
상기 인서트 링 이동수단(1500)은 파지부(1510)와, 상하이동부재(1520)와, 복합이동부재(1530)와, 회전부재(1540)를 포함하며, 상기 파지부(1510)는 하나 이상의 인서트 링(10)을 파지하고, 상기 파지부(1510)는 제1파지부재(1510a)와 제2파지부재(1510b)를 포함하며, 상기 제1파지부재(1510a)와 제2파지부재(1510b)는 서로 이격되게 구비되는 것이 바람직하다.
상기 제2파지부재(1510b)는 상하이동부재(1520)에 그 일단이 장착되며, 상기 상하이동부재(1520)는 제1파지부재(1510a) 및 제2파지부재(1510b)를 상하로 이동시키는 역할을 한다. 상기 제1파지부재(1510a), 상기 제2파지부재(1510b) 및 상기 상하이동부재(1520)는 복합이동부재(1530)와 연결되며, 상기 복합이동부재(1530)는 상기 제1파지부재(1510a), 제2파지부재(1510b) 및 상기 상하이동부재(1520)를 상하 및 좌우로 이동시키는 역할을 하며, 상기 복합이동부재(1530)는 회전부재(1540)에 의해 좌우로 회전하게 된다.
상기 제1파지부재(1510a)는 제1장착봉(1511a), 제1연결봉(1512a), 제2연결봉(1513a), 제1연결고리(1514a), 제2연결고리(1515a)를 포함한다. 상기 제1장착봉(1511a)은 상기 복합이동부재(1530)에 장착되며, 상기 제1장착봉(1511a)에는 상기 제1연결봉(1512a)과 제2연결봉(1513a)이 서로 이격되게 장착된다.
상기 제1연결봉(1512a)과 제2연결봉(1513a)에는 각각 제1연결고리(1514a)와 제2연결고리(1515a)가 구비되며, 상기 제1연결고리(1514a)와 제2연결고리(1515a)는 인서트 링(10)을 파지하는 역할을 하고, 상기 제1연결봉(1512a)과 상기 제2연결봉(1513a)은 상기 제1장착봉(1511a)에 하부로 수직되게 장착되는 것이 바람직하다. 상기 제1연결봉(1512a)과 상기 제2연결봉(1513a)이 상기 제1장착봉(1511a)의 하부로 수직되게 장착됨으로써 상기 제1연결고리(1514a)과 제2연결고리(1515a)를 이용하여 인서트 링(10)을 용이하게 이동시키게 된다.
상기 제2파지부재(1510b)는 제2장착봉(1511b), 제3연결봉(1512b), 제4연결봉(1513b), 제3연결고리(1514b), 제4연결고리(1515b)를 포함하며, 상기 제2장착봉(1511b)은 그 일단이 상기 상하이동부재(1520)에 장착되는 것이 바람직하고, 상기 제2장착봉(1511b)에는 상기 제3연결봉(1512b)과 상기 제4연결봉(1513b)이 서로 이격되게 장착된다.
상기 제3연결봉(1512b)과 상기 제4연결봉(1513b)에는 각각 제3연결고리(1514b)와 제4연결고리(1515b)가 구비되며, 상기 제3연결고리(1514b)와 상기 제4연결고리(1515b)는 상기 제1연결고리(1514a)와 상기 제2연결고리(1515a)와 동일하게 인서트 링(10)을 파지하는 역할을 하고, 상기 제3연결봉(1512b)과 상기 제4연결봉(1513b)은 상기 제2장착봉(1511b)에 하부로 수직되게 장착되는 것이 바람직하다. 상기 제3연결봉(1512b)과 상기 제4연결봉(1513b)이 상기 제2장착봉(1511b)의 하부로 수직되게 장착됨으로써 상기 제3연결고리(1514b)과 제4연결고리(1515b)를 이용하여 인서트 링(10)을 용이하게 이동시키게 된다.
도 8 내지 도 10을 참조하면, 상기 용기 본체(1300)의 일측에는 불순물 이동부재(1600)가 구비된다. 상기 불순물 이동부재(1600)는 상기 용기 본체(1300)의 일측에서 상기 용기 본체(1300)의 내측으로 투입되어 인서트 링(10)을 상기 용기 본체(1300)의 용융 알루미늄에 투입 전 및 표면에 용융 알루미늄이 코팅된 코팅 인서트 링(20)을 용융 알루미늄에서 빼내기 전에 용융 알루미늄 표면에 부유하는 불순물을 상기 용기 본체(1300)의 일측으로 밀어내는 역할을 한다.
상기 불순물 이동부재(1600)는 본체(1610)와, 회동막대(1620)와, 삽입부재(1630)와, 좌우이동부재(1640)와, 단속막대(1650)를 포함한다. 상기 본체(1610)는 상기 용기 본체(1300)의 일측에 인접하게 위치하며, 상기 회동막대(1620)는 상기 본체(1610)의 일측에 회동가능하게 장착된다.
상기 회동막대(1620)의 일단에는 삽입부재(1630)가 장착되며, 상기 삽입부재(1630)는 상기 용기 본체(1300) 내의 용융 알루미늄에 그 일부가 삽입되고, 상기 본체(1610)는 좌우이동부재(1640)에 의해 좌우로 이동되게 된다.
상기 좌우이동부재(1640)가 상기 본체(1610)를 좌우로 이동시키게 됨으로써 상기 회동막대(1620)의 일단에 장착되어 상기 용기 본체(1300) 내의 용융 알루미늄에 일부가 삽입된 상기 삽입부재(1630) 역시 좌우로 이동함으로써 용융 알루미늄의 표면에 부유하는 불순물을 상기 용기 본체(1300)의 일측으로 밀어내게 된다.
상기 삽입부재(1630)는 장착단(1632)과 이동판(1634)을 포함하며, 상기 장착단(1632)은 상기 회동막대(1620)에 장착되고, 상기 이동판(1634)은 상기 용기 본체(1300)의 용융 알루미늄에 일부가 삽입되어 용융 알루미늄의 표면에 부유하는 불순물을 상기 삽입부재(1632)의 이동방향으로 이동시켜 상기 용기 본체(1300)의 일측으로 밀어내는 역할을 한다.
상기 회동막대(1620)에는 단속막대(1650)가 장착되며, 상기 단속막대(1650)는 상기 회동막대(1620)가 회동 시 상기 본체(1610)의 일측에 밀착됨으로써 상기 회동막대(1620)의 회동을 단속하는 역할을 한다.
상기 인서트 링 이송부재(1400)와 상기 인서트 링 이동수단(1500) 및 상기 불순물 이동부재(1600)의 동작은 제어부(1700)에 의해 제어되며, 상기 제어부(1700)에 의해 상기 인서트 링 이송부재(1400)와 상기 인서트 링 이동수단(1500) 및 상기 불순물 이동부재(1600)의 동작이 순차적으로 제어되면서 인서트 링(10)을 알루미늄 합금이 용융된 용융 알루미늄에 투입하여 표면에 용융 알루미늄을 코팅시킨 후 코팅 인서트 링(20)을 피스톤 금형부(1100)로 공급하게 된다.
상기 피스톤 금형부(1100)는 공급되는 코팅 인서트 링(20)과 알루미늄 용탕을 공급받아 인서트 링 일체형 피스톤을 제조하며, 제조된 인서트 링 일체형 피스톤은 피스톤 가공부(미도시)로 공급되어 기계 가공됨으로써 규격에 맞는 완성된 인서트 링 일체형 피스톤이 완성되게 된다.
따라서, 주철재의 인서트 링(10)을 용융 알루미늄으로 투입 전 및 알루미늄이 코팅된 코팅 인서트 링(20)을 용융 알루미늄에서 빼내기 전에 용융 알루미늄 표면에 부유하는 불순물을 일측으로 밀어내어 불순물이 인서트 링(10,20)에 묻는 것을 방지하여 인서트 링이 접합되는 접합면의 접착강도를 향상시키면서 열전도성을 개선하여 고부하에도 견딜 수 있는 인서트 링 일체형 피스톤을 제조할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1000 : 인서트 링 일체형 피스톤 제조 장치
1100 : 피스톤 금형부 1200 : 인서트 링 공급부재
1300 : 용기 본체 1400 : 인서트 링 이송부재
1500 : 인서트 링 이동수단 1510 : 파지부
1520 : 상하이동부재 1530 : 복합이동부재
1540 : 회전부재 1600 : 불순물 이동부재
1610 : 본체 1620 : 회동막대
1630 : 삽입부재 1640 : 좌우이동부재
1650 : 단속막대 1700 : 제어부

Claims (8)

  1. 인서트 링과 알루미늄 용탕을 공급받아 인서트 링 일체형 피스톤을 제조하는 피스톤 금형부;
    상기 피스톤 금형부의 일측에 배치되며, 링 형상으로 제조된 주철재의 인서트 링을 공급하는 인서트 링 공급부재;
    상기 인서트 링 공급부재로부터 공급받은 인서트 링이 침지되는 용융 알루미늄이 내부에 충진된 용기 본체;
    상기 용기 본체에 투입되어 표면에 용융 알루미늄이 코팅된 코팅 인서트 링을 상기 피스톤 금형부로 이송시키는 인서트 링 이송부재;
    상기 인서트 링 공급부재에서 공급되는 인서트 링을 상기 용기 본체에 충진된 용융 알루미늄에 투입하고, 용융 알루미늄이 코팅된 코팅 인서트 링을 상기 인서트 링 이송부재로 이동시키는 인서트 링 이동수단;
    상기 용기 본체의 일측에서 상기 용기 본체의 내측으로 투입되며, 상기 인서트 링의 투입 전 및 용융 알루미늄이 코팅된 코팅 인서트 링을 이송 전에 상기 용기 본체에 충진된 용융 알루미늄의 표면에 부유하는 불순물을 상기 용기 본체의 일측으로 밀어내는 불순물 이동부재; 및
    상기 인서트 링 이송부재와 상기 인서트 링 이동수단 및 상기 불순물 이동부재의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 인서트 링 일체형 피스톤 제조 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 인서트 링 이동수단은,
    하나 이상의 상기 인서트 링을 파지하는 제1파지부재와 제2파지부재가 서로 이격되게 구비되는 파지부와,
    상기 제2파지부재가 일단에 장착되며 상기 제2파지부재를 상하로 이동시키는 상하이동부재와,
    상기 제1파지부재 및 상기 상하이동부재와 연결되며 상기 제1파지부재 및 상기 상하이동부재를 상하 및 좌우로 이동시키는 복합이동부재와,
    상기 복합이동부재를 좌우로 회전시키는 회전부재를 포함하는 인서트 링 일체형 피스톤 제조 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1파지부재는,
    상기 복합이동부재에 장착되는 제1장착봉과,
    상기 제1장착봉에 이격되게 장착되는 제1연결봉 및 제2연결봉과,
    상기 제1연결봉 및 제2연결봉에 구비되며 상기 인서트 링을 파지하는 제1연결고리 및 제2연결고리를 포함하며,
    상기 제1연결봉 및 제2연결봉은 상기 제1장착봉에서 하부로 수직되게 장착되는 것을 특징으로 하는 인서트 링 일체형 피스톤 제조 장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 제2파지부재는,
    상기 상하이동부재에 장착되는 제2장착봉과,
    상기 제2장착봉에 이격되게 장착되는 제3연결봉 및 제4연결봉과,
    상기 제3연결봉 및 제4연결봉에 구비되며 상기 인서트 링을 파지하는 제3연결고리 및 제4연결고리를 포함하며,
    상기 제3연결봉 및 제4연결봉은 상기 제2장착봉에서 하부로 수직되게 장착되는 것을 특징으로 하는 인서트 링 일체형 피스톤 제조 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 불순물 이동부재는,
    상기 용기 본체에 인접하게 위치하는 본체와,
    상기 본체의 일측에 회동가능하게 장착되는 회동막대와,
    상기 회동막대에 장착되어 상기 용기 본체 내에 충진된 용융 알루미늄에 일부가 삽입되는 삽입부재와,
    상기 본체를 좌우로 이동시키는 좌우이동부재를 포함하는 인서트 링 일체형 피스톤 제조 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 불순물 이동부재는,
    상기 회동막대에 장착되며, 상기 회동막대가 회동 시 상기 본체의 일측에 밀착되어 상기 회동막대의 회동을 단속하는 단속막대를 더 포함하는 인서트 링 일체형 피스톤 제조 장치.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 삽입부재는 얇은 판재이며,
    상기 회동막대에 장착되는 장착단과,
    상기 용탕에 일부가 삽입되어 상기 용탕 표면의 불순물을 상기 삽입부재의 이동방향으로 이동시키는 이동판을 포함하는 인서트 링 일체형 피스톤 제조 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 피스톤 금형부에서 제조된 인서트 링 일체형 피스톤을 공급받은 후 기계 가공하는 피스톤 가공부를 더 포함하는 인서트 링 일체형 피스톤 제조 장치.
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